赵庄煤矿

赵庄煤矿（精选3篇）

赵庄煤矿 篇1

1 赵庄矿瓦斯概况

1.1 赵庄矿瓦斯涌出情况

赵庄煤业有限责任公司开采3号煤层, 矿井瓦斯等级鉴定结果为:2007年度矿井绝对瓦斯涌出量61.68 m3/min, 相对瓦斯涌出量为7.84 m3/t, 2008年度矿井绝对瓦斯涌出量为80.13 m3/min, 相对瓦斯涌出量为6.59 m3/t。2009年度矿井绝对瓦斯涌出量74.55 m3/min, 相对瓦斯涌出量为17.85 m3/t。2010年度矿井绝对瓦斯涌出量为98.94 m3/min, 相对瓦斯涌出量为9.82 m3/t。鉴定等级均为高瓦斯矿井。

1.2 煤尘爆炸性及自燃倾向性

1.2.1 煤层爆炸性

根据测试成果, 3号煤层火焰长度5~40 mm, 平均13.5 mm, 加岩粉量15%~35%, 平均20.3%, 具有爆炸性。所以本区3号煤层为有爆炸危险性的煤层。

1.2.2 煤层自燃倾向性

根据3号煤层燃点测试成果, 3号煤层为不自燃煤层。据邻近矿山调查资料, 邻区各矿山开采的3号煤层均未发生过自燃现象。

2 赵庄矿通风情况

赵庄煤业有限责任公司采用机械抽出式通风方式, 分区通风系统。根据盘区巷道布置和采煤方法, 回采工作面和掘进工作面均为独立通风系统。

矿井目前共有6个井筒, 主斜井、副立井、副斜井和西范进风立井进风, 张店1号回风立井、2号回风立井回风, 6个井筒共同担负全矿井8.00 Mt/a生产能力时的进、回风任务。矿井达产时井下用风地点有井底车场硐室、采煤工作面、掘进工作面等。矿井后期, 根据盘区的尺寸、位置和风井的服务范围, 每一个或两个采区设有1对进、回风立井。

工作面采用3进2回的通风方式, 新鲜风流由辅运、进风、胶带大巷经辅运、胶带、进风顺槽, 通过工作面和尾巷后, 乏风由回风顺槽排至回风大巷。

巷道掘进采用局部通风机压入式通风, 乏风直接进入回风巷。本矿井为高瓦斯矿井, 每个掘进工作面配备1台局部通风机, 备用1台局部通风机, 实现双风机双电源。

井下爆炸材料库设专用回风道至总回风巷, 实行独立通风。井下无轨胶轮车检修、加油硐室及消防材料库独立通风, 乏风直接排入回风大巷。盘区变电所设在盘区进回风巷之间, 实行独立通风。

3 矿井通风中瓦斯安全问题防治措施

3.1 优化通风网络及系统

合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施, 瓦斯防治工程与采掘工程, 必须同时设计, 超前施工, 同时投入使用。通风系统必须保障整个采煤工作面的良好通风, 并且必须保障每个掘进工作面配备合理的进风会回风线路, 避免形成串联通风。另外在实际的煤炭开采作业中, 采煤工作面回风隅角容易聚集瓦斯, 必须时刻保持警惕, 保证该区域的聚集瓦斯及时排出。常用方法有:挂风障引流法、风筒导风法、移动泵站抽放法、尾巷排放瓦斯法、液压局部通风机吹散法等。

3.2 加大日常安全生产检查力度

通风设备的建设安装是一个方面, 日常安全检测则是保障通风系统正常运行的保障, 也是通风安全的另一个方面。因此在日常工作中, 安全管理部门需制定详细的安全检测制度和程序, 确保安全管理人员做到定期下井深入检查, 对于检测过程中发现的安全隐患, 及时汇报并立即处理。严格处分井下电气设备失爆、违章用电、违章放炮、违规烧焊等危险行为。定期检测通风系统的运行状况并作出记录, 制定合理的维护周期。

3.3 加强日常安全教育培训

1) 加强煤矿专业技术人员的专业知识培训, 拓展知识面, 延伸知识范围;对专业技术人员进行定期培训, 有条件的建立或者资助煤炭专业院校定向委培, 强化专业知识的同时, 强化安全知识和意识。

2) 煤矿的主要负责人和高层领导需要从意识上重视通风安全工作, 强化学习安全知识, 培养强烈的安全意识, 做到“说起来重要, 做起来也重要”。

3) 加强施工工人安全意识和安全生产技能知识的培训, 定期进行安全教育辅导, 规范工人的操作, 以通俗易懂、简单便利的方式进行日常安全教育。比如案例故事讲解、电教片讲解、现身说教、模拟演习等方式。针对每个安全事故进行反复分析和教育, 起到警示作用。

参考文献

[1]张国枢.通风安全学[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2004.

[2]元继光.制约煤矿通风安全的因素与对策[J].科技创新与应用, 2013 (8) .

[3]薛效珉.关于煤矿通风安全评价和通风安全控制中的影响因素分析[J].内蒙古煤炭经济, 2012 (12) .

[4]付永洁.煤矿瓦斯通风存在的安全问题及对策研究[J].能源与节能, 2012 (8) .

赵庄煤矿 篇2

1工程背景

赵庄煤矿始建于1958年,设计年生产能力90万t。近年来,随着矿区生产规模的扩大,煤炭资源采掘接替紧张,留设较宽的区段煤柱的传统方法浪费了大量的煤炭资源,降低了煤炭采出率。为实现高产高效,绿色开采,在不改变原有的生产系统条件下,采用留小煤柱沿空掘巷回收大部分煤柱的方法,大大提高了煤炭采出率,延长了矿井的服务年限。

3812工作面位于八盘区东翼,北为3814工作面,南有3810工作面及26 m的保护煤柱,3812工作面切眼位置在3812南巷750 m处,设计长度120 m;3810综放面位于八盘区材料巷东侧,北面为3812备用工作面,南面为3808已采工作面,西面为3807已采工作面和3809回采工作面,东面与黄山沟煤矿交界。根据赵庄煤矿3810、3812工作面巷道布置,3812工作面切眼位置与3810回采面相隔190 m,沿空掘巷从3812工作面切眼处从东向西掘进,待第1个联络巷形成之后,将通风机位置移至八盘胶带巷内,然后从3812回风巷开口斜向上45°掘进(图1)。

2沿空掘巷可行性分析

当左边工作面采放后,由于煤层厚度大,回采之后空间较大,冒落的矸石和剩余浮煤难以充满采空区,致使基本顶出现下沉并在采空区边缘发生断裂,煤体上的顶板出现弯曲并以一定角度向采空区侧倾斜,侧向支承压力开始向煤体内部转移[3]。在左边工作面顶板弯曲下沉、支承压力向煤体内部转移的过程中,临近左边工作面边缘处的煤体被破坏,致使煤体在一定范围内出现破碎区;同时,在右边工作面煤体边缘一定范围内形成应力降低区,为沿空掘巷创造了有利条件[4]。如图2所示,当巷道掘出后,支承压力分布发生变化,掘进前与掘进后两曲线之间存在一定范围的破碎区,在该范围内留设窄煤柱时,窄煤柱两侧均存在破碎区,承载能力较小,沿空掘巷之后,支承压力的转移为窄煤柱的留设提供了有利条件。由理论上分析可知,实现窄煤柱护巷是可行的。

另外,3810工作面切眼位置与3812工作面切眼位置相距190 m,根据赵庄煤矿提供的作业规程资料,掘进日进度为4.8 m,故沿空掘巷掘进到3810工作面切眼位置需要约40 d,相邻的3810工作面从2009年4月开始回采,当沿空掘巷掘进到3810切眼处时,距3810工作面开始回采的总时间为5个多月。根据矿山压力理论可知,工作面上方顶板稳定时间一般在3个月左右,因此,3810工作面回采后上覆岩层的移动对沿空掘巷的巷道维护不会造成较大影响。

3窄煤柱宽度确定

为了减少围岩移近量,保证巷道稳定并减少煤炭损失,煤柱宽度应尽可能小一些。但若煤柱过窄,开掘巷后煤柱易迅速变形破裂而使锚杆安设在破碎围岩中,使锚固力减少,锚杆的支护作用降低。因此,合理的煤柱宽度Z应通过科学计算,加以确定。

如图3所示,合理的煤柱宽度[5]为:

Z=Z1+Z2+Z3 (1)

式中,Z1为工作面开采后采空侧煤体中产生的塑性区宽度,undefined(其中,m为煤层采厚,3.94 m;A为侧压系数,泊松比μ=0.16,则A=μ/(1-μ)=0.19;φ0为煤层界面的内摩擦角,25°;C0为煤层界面的黏结力,2.4 MPa;K为应力集中系数,取2;γ为岩层平均体积力,取24 kN/m3;H为巷道埋深,158 m;PZ为支架对煤帮的支护阻力,在3810工作面采空侧为0。将数据代入计算得Z1=0.746 m);Z2为考虑煤层较大而增加的煤柱稳定宽度(增加20%～40%);Z3为锚杆有效长度,取1.8 m。

将数据代入式(1),计算得到煤柱合理宽度在3.055～3.564 m。根据试验研究、理论分析和相近条件下的工程类比,设计沿空掘巷的护巷煤柱净宽度为3.0 m。

4沿空掘巷支护设计

由于沿空掘巷支护时间短,支护断面小,根据沿空掘巷矿山压力理论,沿空掘巷处于应力降低区内,故支护强度小,经研究决定采用液压单体支柱支护钢梁、铺金属网接顶进行支护。沿空掘巷超前工作面回采约80 m,整个掘进期间实施循环支护,工作面推进时回撤工作面前方单体液压支柱,用回撤的支柱重新支护新掘出的空间,这样循环作业可以节省支护成本,提高支护效率,减轻工人的劳动强度。沿空掘巷支护分为临时支护和永久支护。

(1)临时支护形式。

在沿空掘巷时,临时支护采取用液压单体支柱支木梁护顶,将金属网托起紧贴煤帮,支护时先在巷道中部打一单体柱支护木梁托金属网(以戗柱形式);然后,在巷道两帮部位各打一单体柱(立柱形式),架棚间距0.8 m。控顶距要求:最大控顶距1.1 m,最小控顶距小于0.3 m。在掘联络巷时,采用简易前探串木支护或钢性前探梁支护,前探梁和顶板之间要串实,并用木楔背紧。控顶距要求:最大控顶距1.1 m,最小控顶距小于0.3 m。

(2)永久支护。

永久支护选用矿用11#工字钢作为钢梁;选用DZ28-25/100型单体液压支柱;金属菱形网规格5 000 mm×1 000 mm,1排3卷;使用150 mm×300 mm×50 mm托板及16#铁丝。其工艺流程:①沿空掘巷。临时支护(敲帮问顶)→出煤→挖梁窝→联网铺网→上钢梁→升液压支柱→垫托板→升紧液压支柱→串木护帮→木楔背紧。②联络巷。临时支护(敲帮问顶)→出煤→挖梁窝→上木梁→升液压支柱→用串木串顶→小板垫实→木楔背紧→升紧液压支柱→串木护帮。

5结论

依据沿空掘巷矿山压力理论,通过理论计算和工程类比,提出了适合该矿区沿空掘巷的支护方式,节省了支护成本,提高了支护效率,减轻了工人的劳动强度。无煤柱开采沿空掘巷技术在该矿实施后,仅3812工作面可回收煤炭71 435 t;同时,也为该矿井工作面接替赢得了宝贵的时间。通过研究得出了以下结论:①赵庄煤矿采用沿空掘巷是可行的;②确定了窄煤柱的宽度为3 m,将原有的26 m保护煤柱减小到3 m,回收了大量煤炭资源;③提出了沿空掘巷时简单而又实用的支护方式,节省了支护成本,提高了支护效率。

参考文献

[1]王海涛,黄自发.留小煤柱沿空掘巷技术的研究与应用[J].煤炭工程,2006(5):22-24.

[2]柏建彪,王卫军,侯朝炯,等.综放沿空掘巷围岩控制机理及支护技术研究[J].煤炭学报,2000,25(5):478-481.

[3]孟金锁.综放开采“原位”沿空掘巷探讨[J].岩石力学与工程学报,1999,18(2):87-90.

[4]侯朝炯,李学华.综放沿空掘巷围岩大、小结构的稳定性原理[J].煤炭学报,2001,26(1):1-7.

赵庄二号井防治水规划简述 篇3

关键词：防治水,水文地质钻探,物探,化探

0 引言

煤矿水害是与瓦斯突出、粉尘爆炸、顶板冒裂、火灾等并列的五大灾害之一, 其严重程度仅次于瓦斯列第二。长期以来, 因为煤矿水害而造成的国家和人民生命财产及经济损失极为惨重。煤矿水害已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题之一。只有搞清了矿井水害充水因素, 才能制定出切合实际的、行之有效的防治水技术方法和工程实施方案。由于赵庄二号井属新建矿井, 缺乏针对本矿井有效的防治水经验和技术参数, 所以对日常防治水等一系列关系到矿井安全生产的问题, 需要做出统一考虑和安排, 以确保矿井安全生产。

1 矿井概况及地质水文地质条件分析

1.1 矿井概况

赵庄二号井田位于山西省长治市西南侧, 行政区划隶属长子县慈林镇。赵庄二号井田属华北型石炭二叠系煤田, 山西组和太原组共含煤15层, 其中山西组3号和太原组15号煤层为全区稳定可采煤层, 目前开采3号煤层。

1.2 地质水文地质条件简述

本井田地层由老至新有:奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠系下统下石盒子组、二叠系上统上石盒子组、第四系。全井田总的为走向北东, 倾向北西, 倾角5°左右的单斜构造, 在此基础上伴有次级宽缓褶曲和小型断裂, 断层附近地层倾角达15°以上。井田构造复杂程度属简单类型。

本井田含水地层自上而下有:松散层孔隙含水层组、基岩风化带裂隙含水层、下二叠统下石盒子组K8砂岩裂隙含水层组、下二叠统山西组砂岩裂隙含水层组、上石炭统太原组岩溶裂隙含水层组、中奥陶统峰峰组石灰岩岩溶裂隙含水层。二叠系各砂岩含水层之间和太原组各薄层灰岩含水层之间都存在厚度不等的由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成的隔水层。在没有构造沟通情况下, 这些隔水层可有效地阻隔各含水层之间的水力联系。

2 矿井主要水害因素分析

2.1 大气降水和地表水

从严格意义上讲, 大气降水是一切矿井充水的最终水源, 因为无论是地表水或地下水都直接或间接地来自于大气降水的补给。

本区属大陆性气候, 干旱少雨, 年降水集中在7、8、9三个月份, 蒸发量大于降水量3倍多, 大气降水可通过松散堆积物孔隙与基岩裂隙下渗, 补给各含水层, 从而使得矿井涌水量随着降水量呈动态变化。所以, 大气降水为3号煤层开采的间接充水水源, 为井田内含水层的补给水源, 不构成矿井的主要水害因素。

井田内河流为田良河, 为浊漳河支流, 常年有水, 河流流量受大气降水影响, 随季节变化较大, 所以地表水对矿井开采影响不大, 不构成矿井的主要水害因素。

2.2 顶板含水层水

3号煤层顶板主要含水层为第四系松散岩类孔隙含水层、二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层和二叠系下统下石盒子组裂隙含水层等。

第四系松散岩类孔隙含水层、二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层是3号煤层间接充水源, 可广泛接受大气降水, 缓慢地由上而下渗透, 补给下伏各砂岩含水层及下部灰岩含水层隐伏露头区。二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层和二叠系下统下石盒子组K8砂岩裂隙含水层是3号煤层直接充水水源, 是矿井水害的主要影响因素之一。

2.3 底板含水层水

对较完整的底板而言太原组灰岩岩溶裂隙含水层, 属弱含水层, 底板不突水或突水可能性小, 如果隔水层存在陷落柱或断层等导水构造, 不仅使岩层承受水压能力降低, 且各层灰岩水会发生水力联系, 甚至与奥灰水沟通, 要重视井田内各层灰岩发生突水的可能性, 其中K2灰岩厚度较大, 富水性较好对矿井充水影响较大, 是构成矿井水害的主要影响因素之一。

奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层厚度大, 富水性好, 与3号煤层间距平均123.86 m左右, 一般不可能直接发生突水。奥灰水有可能通过隐伏导水陷落柱、断层和裂隙密集带等地质异常体突入矿井, 成为煤层底板发生突水最重要的水源, 是构成矿井水害的主要影响因素之一。

2.4 采空区水

采空区积水具有一定的静水压力, 其充水特点是突发性强, 来势猛, 持续时间短, 有害气体含量高, 一旦遭遇溃出, 往往造成人员伤亡和设备损坏, 并摧毁流经的井巷工程, 造成巨大的经济损失。应特别重视对采空区水的探查与防范, 将来采空区水也是构成矿井水害的主要因素之一。

3 防治水总体规划及技术方案

3.1 需要解决的防治水问题

a) 赵庄二号井没有进行专门水文地质勘探工作, 现有资料不能满足矿井防治水工作的要求, 非常有必要进行水文地质补充勘探;

b) 制定在带压采掘时陷落柱、断层、采空区、巷道和工作面水害预防和治理的具体方法和技术;

c) 制定矿井防治水的具体配套技术措施。

3.2 防治水规划总体规划

依据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》, 结合目前矿井采掘现状和防治水研究现状, 防治水规划的总体思路如下:

a) 以地质及水文地质工作为基础, 以物探探查为主, 钻探验证为辅, 监测与试验相结合;

b) 采空区、陷落柱、巷道和工作面带压采掘水害的预防和治理要以防为主, 以治为辅, 以探查为主, 以治理为辅;

c) 煤炭开采要探治结合, 探采结合, 预防为主, 先探后掘, 先治后采;

d) 防治水工程与矿井采掘工程有机结合, 相互利用;

e) 防治水工作要整体规划和设计, 分区、分阶段、分年度实施。

3.3 防治水规划技术方案

从实现煤层带水压安全开采这一问题出发, 在对区域、矿井地质和水文地质资料、矿井充水条件研究的基础上, 确定矿井防治水规划的技术方案。即:带压开采, 防治结合, 以防为主, 以探为辅。在水文地质钻探、物探、抽水试验、水化学特征分析等水文地质条件精细研究的基础上, 以采空区、陷落柱、巷道和工作面带压采掘水害的预防和治理为重点, 采用井上下立体综合探查手段, 重点探查垂向导水通道 (陷落柱、断层、裂隙密集带等) , 即物探与钻探相结合的研究手段, 来规划和设计相应的防治水工程和配套的防治水措施, 最终实现赵庄二号井煤层的安全开采。

a) 水文地质补充勘探手段和方法:水文地质钻探、水文地质物探 (三维地震探测、地面瞬变电磁法、井下直流电法、井下坑道无线透视探测技术、井下音频电透法) 、水文地质化探 (水质、环境同位素测试) 、抽水试验、岩石物理力学性质测试;

b) 对导水陷落柱、断层的探查不能仅仅依靠单一的技术手段, 要通过水文地质分析、水文地质试验、综合物探技术、钻探技术多层次综合探查, 逐渐逼近的方法确定导水陷落柱、断层的位置与形态;

c) 对于采空区水的探查治理要坚持“全面分析, 逐条排查, 细致查疑, 有疑必探”的原则、坚持对采空区水进行细致入微调查和分析的原则、坚持对采空区积水进行动态监测的原则、坚持探查采空区水采用钻探和物探互相验证的原则;

d) 巷道及工作面掘进的防治方法, 主要采取物探和钻探结合的方法对顶板含水层水的探测与预疏放。在掘进过程中采用超前物探的方法探测掘进头前方的地质异常体, 目的是发现巷道及掘进工作面前方的水体、如老窑水、断层水、溶洞水、陷落柱等。钻探主要是进行物探验证和探放水;

e) 尽快建立和完善矿井防突水信息保障系统, 包括水情、水害监测预警系统、矿区水文地质信息管理系统、水化学快速判别系统、水文地质长观孔水位自动观测系统。

4 结语